Objetivo: avaliar a fadiga física e mental de profissionais de enfermagem que atuam no setor de urgência e emergência hospitalar. Método: Estudo transversal e quantitativo, realizado no setor de urgência e emergência de um hospital localizado em Minas Gerais, Brasil, em 2016, com 37 profissionais de enfermagem. Para coleta de dados, utilizou-se um instrumento de avaliação sociodemográfica e laboral e para avaliar a fadiga física e mental a Escala de Fadiga de Chalder. Resultados: a maioria dos participantes era do sexo feminino (73%), solteira (54,1%), com média de idade de 30,5 anos, sem hábitos de fumar e de praticar atividade física (62,2%). Com relação à categoria profissional, a maior parte era de enfermeiro I (43,2%), com tempo de atuação de até cinco anos na profissão e na instituição (40,57%; 59,4%) e de três anos no setor de urgência/ emergência (56,7%), com carga horária de 8h/dia (75,5%). Em relação à fadiga física, os trabalhadores relataram que às vezes se cansavam facilmente (32,4%), precisavam descansar mais (40,5%) e sentiam fraqueza (24,3%). Na fadiga mental, relataram que às vezes tiveram problemas de concentração (21,6%), dificuldade para pensar claramente (18,9%) e problemas de memória (10,8%). Na soma dos escores dos itens da fadiga, 35,1% apresentaram presença de fadiga (13), enquanto que 64,8% (24) não apresentaram presença de física ou mental. Conclusão: o ambiente laboral dos profissionais de enfermagem pode propiciar fadiga e, consequentemente, trazer consequências para sua saúde. Assim, torna-se importante a promoção da qualidade desse ambiente e da saúde de quem nele trabalha.